Zespół naukowców z Uniwersytetu Michigan, który kierował badaniami, wykazał, że mózg i jego nerwy czaszkowe mają ok. centymetr długości i należą do wymarłej ryby o wielkości współczesnego bassa niebieskiego. Odkrycie to otwiera okno na wczesną ewolucję promieniopłetwych, jednej z głównych gromad współczesnych ryb. Szczegóły opisano w czasopiśmie Nature.
Przeanalizowany mózg należy do Coccocephalus wildi, wymarłego gatunku ryby promieniopłetwej, która pływała w estuarium i prawdopodobnie żywiła się małymi skorupiakami, owadami wodnymi i głowonogami, czyli grupą, do której dziś należą kałamarnice, ośmiornice i mątwy. Ryby promieniopłetwe mają kręgosłup i płetwy podtrzymywane przez promienie kostne.
Czytaj też: Jedyna taka skamieniałość na świecie! Niewiarygodne, ile kręgów szyjnych miał ten gad sprzed 100 mln lat
Gdy ryba umarła, miękkie tkanki jej mózgu i nerwów czaszkowych zostały zastąpione w procesie skamieniałości gęstym minerałem, który zachował w najdrobniejszych szczegółach ich trójwymiarową strukturę.
Prof. Matt Friedman z Uniwersytetu Michigan mówi:
Ważnym wnioskiem jest to, że tego rodzaju miękkie części mogą być zachowane i mogą być zachowane w skamieniałościach, które mamy od dawna – jest to skamieniałość, którą wydobyliśmy ponad 100 lat temu.
Ryba ze skarbem, którego nikt się nie spodziewał
Skamieniałość znaleziona w Anglii jest jedynym znanym okazem Coccocephalus wildi, więc podczas analiz można było zastosować jedynie techniki nieinwazyjne. Celem badania uczonych z Uniwersytetu Michigan było zastosowanie tomografii komputerowej do uzyskania szczegółów anatomicznych wymarłych ryb, które zapewniają wgląd w ewolucję współczesnych gatunków.
Prof. Matt Friedman dodaje:
Zeskanowałem ją, następnie załadowałem dane do oprogramowania, którego używamy do wizualizacji tych skanów i zauważyłem, że wewnątrz czaszki znajduje się niezwykły, wyraźny obiekt. Niezidentyfikowany kleks był jaśniejszy na obrazie TK, a zatem prawdopodobnie gęstszy, niż kości czaszki lub otaczająca skała. Powszechne jest obserwowanie amorficznych narośli mineralnych w skamielinach, ale ten obiekt miał wyraźnie zdefiniowaną strukturę.
Zaskoczenie uczonych było ogromne, gdy okazało się, że tajemniczy obiekt wykazuje kilka cech spotykanych w mózgach kręgowców: dwustronną symetrię, puste przestrzenie podobne w wyglądzie do komór i wiele włókien podobnych do nerwów czaszkowych. Naturalnym odruchem była sugestia, że to idealnie zachowany mózg.
Prof. Matt Friedman dodaje:
Miał wszystkie te cechy i powiedziałem sobie: “Czy to naprawdę jest mózg, na który patrzę?” Przybliżyłem więc ten region czaszki, aby wykonać drugi skan o wyższej rozdzielczości i stało się jasne, że to jest dokładnie to, czym musiało być. I tylko dlatego, że był to tak jednoznaczny przykład, postanowiliśmy kontynuować badania.
Tkankę mózgową rzadko znajdowano w skamieniałościach kręgowców, ale z bezkręgowcami sukcesy były większe. W 2021 r. wykryto nienaruszony mózg 310-milionowego kraba podkowiastego, a skany owadów zamkniętych w bursztynie ujawniły mózgi i inne narządy. Istnieją nawet dowody na mózgi i inne części układu nerwowego zarejestrowane w okazach sprzed ponad 500 milionów lat. To odkrycie było jednak wyjątkowe.
Obecnie istnieje ok. 30 000 gatunków ryb promieniopłetwych i stanowią one połowę wszystkich gatunków zwierząt z kręgosłupem. Druga połowa jest podzielona między kręgowce lądowe – ptaki, ssaki, gady i płazy – oraz mniej zróżnicowane grupy ryb, takie jak ryby bezszczękowe i chrzęstnoszkieletowe.
Skamieniałość czaszki Coccocephalus wildi jest wypożyczona do Friedman z angielskiego Manchester Museum. Została ona wydobyta z dachu kopalni Mountain Fourfoot w Lancashire i po raz pierwszy opisana naukowo w 1925 r. Znaleziono ją w warstwie steatytu przylegającej do pokładu węgla w kopalni. Mimo iż wydobyto jedynie czaszkę Coccocephalus wildi, to naukowcy podejrzewają, że ryba ta miała ok. 15-23 cm długości i była mięsożerna (sądząc po kształcie szczęk). Struktura mózgu Coccocephalus wildi wskazuje na bardziej skomplikowany wzorzec ewolucji rybiego mózgu, niż sugerują to same żyjące gatunki.
Czytaj też: Dlaczego ryby ciągle patrzą w dół? Zagadka rozwiązana
Porównania z współczesnymi rybami wykazały, że mózg Coccocephalus wildi jest najbardziej podobny do mózgów jesiotrów i wiosłonogów, które są często nazywane “prymitywnymi” rybami, ponieważ odbiegły od wszystkich innych żyjących ryb promieniopłetwych ponad 300 milionów lat temu.